若何更好地驱动LED灯串?谐振节造斥地了一条新

发布时间:2018-06-15 来源:未知 浏览次数:

  www.wsmwsm.com利用谐振来节造电抗串中LED 的功率,是一种壮大的新型LED驱动方式,能够用于包罗照明正在内的肆意阵列使用中。本文只触及RSSL体系的特征战劣势。谐振式驱动供给了一系列丰硕而壮大的立异设想东西,能够进一步利用,创举先辈的低本钱、多功效照明体系。

  图4. 一个完备的RSSL收集包罗驱动器、各类灯具战调光组、以及可编程的战当地调光器。

  能够利用电路仿真器,对特定谐振收集进行细致阐发,可是也能够容易地进行大略地估量,大致取舍元件的数值。对付给定的事情频次,电感战电容之间的关系是确定的。应取舍电容,使电抗足够大,确保足够高的Q谐振。流过每个单位的电流被LED与并联的旁路电容器所分派,并遭到串联电容器的限流,后者的感化很是雷同于正在直流电路中利用电阻来节造电流的环境。对电抗只要利用欧姆定律,就能够找到所需的值。留意,旁路电容器的感化是电流不流过LED时,局部存储再轮回电流。隐真上,除了对通过整个灯串的电流进行谐振节造之外,隐真上另有对每个LED电流的局部谐振节造。

  工程师们都很清晰,正在机器战电气体系中,以谐振或靠近谐振运作时,功率战频次之间存正在至关主要的关系。

  RSSL体系自身拥有电磁恬静性,又能抗乐音尖峰。凌驾狭小通带的任何能量城市敏捷消逝。单位格战单位灯串能够进行热插拔或切换,对收集的其他部门无影响。操纵这个属性就能够让很多照冥具共享统一个高功率的驱动器。比方,室第或贸易空间能够利用安装正在配电盘中的统一个驱动器,通过双线总线向很多灯具供电,灯拥有LED战电容器,但没有有源半导体元件,调光战切换能够别离进行(拜见图4)。

  别的,本钱节约战靠得住性提拔能够通过包罗多结芯片正在内的COB架构来真隐。不是正在一个芯片上筑立几个大面积的器件,而是能够取舍器件面积、功率级别战冷却计谋,以真隐最大的单器件效率,然后正在一个芯片上安排尽可能多的这些器件,以真隐所需的机能规格。以一个或多个谐振串来驱动照明阵列,咱们就能够得到一个产物系列,能够肆意裁剪到任何所需的流明输出。

  LED使用出格风趣,由于LED正在照明使用中的经济意思越来越大,而且也是因为通例DC驱动器存正在本钱战靠得住性问题。LED是固有的低电压DC设施,正在某些事情点上,电流-电压(I-V)直线很是峻峭。尽管能够利用恒压源来驱动LED,但隐真上大大都设想职员采用恒流DC驱动器设想。为了更靠近正在典范配电程度(比方120/240 VAC)下事情,灯具凡是设置装备摆设很多LED灯串。这些LED必需慎密婚配,由于每个LED的光输出与流过灯串的电流成比例。单个LED的毛病(比方短路或接线毛病)可能导致整个灯串的毛病。

  增添串联战并联的电抗元件(电容器战/或电感器)能够斥地一种全新的功率节造方式。电抗元件能够构成一条谐振回路,此中次要耗散机造是LED的电阻负载。 同时,靠近于无损的电抗能够与代耗能的电阻,这些电阻正在最简略的直流LED驱动电路中凡是用作电流调理器。

  只需线路频次与用于电抗串的谐振频次分分开来,对线路频次的相应就能够纰漏不计,即便没有显式的线路频次滤波,也不会有线频次闪灼征象。因而,驱动器中不必要电解电容器。

  虽然能够利用不异的电容值正在单个频次下来操作整个RSSL体系,可是不必如许作。隐真上,咱们能够把双线照明总线当作是支撑频谱,蕴含有很是多的可用通道。因为任何一个电抗串只对频带内作出相应,只需它们正在频带之间拥有足够的空间来操作,则多个零丁的频带能够正在不异的布线上操作。每个核心频次还能够进一步伐造,作为传感器战节造器之间的数据往来通道。

  利用谐振来节造LED阵列的功率,降服了AC LED 驱动器的这些错误谬误。正在最简略的环境下,谐振可用来节造单个负载的功率。Verdi Semiconductor公司无效操纵了谐振,造作出了适合于 LED灯串的部件少、效率高的电流驱动器。

  图1. 该直线图描画的是典范谐振(核心频次30 kHz战带宽20 kHz)的归一化功率。留意,线路频次无堆叠。

  工程师们都很清晰,正在机器战电气体系中,以谐振或靠近谐振运作时,功率战频次之间存正在至关主要的关系(图1)。有时谐振是一件坏事,倘使太多的能量进入单模形态,可能会粉碎体系。但谐振也能够是好的。谐振凡是用于调理频次,通过连结足够的功率来连结体系以谐振频次振荡(比方,机器战电气时钟)。可能良多人不晓得,谐振能够用来调理功率,能够将功率调理到可变载荷的可变尺寸阵列。举个例子,这能够使用于诸如LED的照明阵列,以真隐固态照明(SSL)体系的本钱效益战靠得住性。

  比方,正在图3中,一个储能电路由10个电抗串构成。假设所有的LED都是不异类型的,而且所有的电容用具有不异的值C。每个单位的总电容为2C。灯串的总电容为C/5。谐振频次为√(5LC)。一个单位的电抗是1/2ωC。只需X?R,此中R是LED的隐真电阻,则电抗串则表示为纯电抗,这相当于要求利用谐振电路阻尼有余,Q?1。

  想象一下,一个照明收集由一组照明单位构成,每个单位蕴含有一个或多个照明元件,比方一对阳极毗连阴极的LED,以及串联战并联电容的。拓扑布局有很多变迁,可是图2展隐了一个根基的照明单位设想。任何数量的这种单位以及隐真的夹杂拓扑的单位,能够以串联战/或并联毗连,构成由电抗串构成的谐振收集。更归纳综合地说,咱们将电抗串构成的收集称为“固态照明电抗串”(RSSL)。

  可是,一个更壮大的方式是将电抗器件漫衍正在阵列之间。以这种体例,不只能够节造照明元件的全体功率,并且正在大型收集中,也能够不必要增添半导体器件来零丁调理子收集。漫衍式电抗元件以高效率战低本钱真隐壮大的新型节造威力。凡是,电抗元件能够是电容器或电感器。正在千赫兹到兆赫兹频次间(或以至千兆赫兹的频次,若是必要的话),适合的组件很是小且廉价,而且能够作为分立器件或片上器件来真隐。具体来说,咱们假定电容器漫衍正在整个收集中,而且利用较少数量的分立电感器,可是也能够造造出低本钱的电感器的设想。

  图5. 上面的直线是电流流过串行照明单位阵列时构成的波形直线。下面的直线是电流流过单位内的一对LED构成的电流波形。流明波形由下半部门直线的绝对值来给定。留意,正在每个半周的起头部门都有一个很短的不发光区间。

  对直流驱动器来说,利用更多的LED凡是被以为会带来紧张的靠得住性及利用寿命问题,出格是思量到对单个组件(或毗连)战驱动器毛病十分敏感。这是让RSSL体系闪烁的别的一点。RSSL的毛病阐发表白,体系的总体靠得住性及寿命隐真上也会跟着阵列尺寸的扩大而获得提拔,这是由于,其余组件的调理,即便呈隐50%的组件毛病,依然能够接管的。

  别的,大大都大功率LED正在其额定电流的上端位置显示出较着的流明输出降落,主而导致脏电瓦特与辐射瓦转换效率时会丧失一些。RSSL体系能够通过低本钱的设想让这些设施正在远低于其额定最大值的环境下,让流明输出降落不那么较着。

 
 

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